新時代高層住宅給水排水設計思考

孫驍杰

（華誠博遠工程技術集團有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

建筑給水排水工程發(fā)展至今，已形成了許多科學的設計理論，并取得了較為顯著的設計成果。為滿足不斷變化的高層住宅給水排水系統(tǒng)運行需求，建筑企業(yè)必須進一步優(yōu)化高層住宅給水排水設計，以切實解決現(xiàn)階段給水排水系統(tǒng)中存在的問題。全面滿足高層住宅建筑給水、排水、消防、熱水、節(jié)能等方面的需求，實現(xiàn)各種先進給水排水技術的高質量、高效率應用，為綠色、低碳、可靠、智能化高層建筑住宅建設奠定基礎。

1 高層住宅給水排水設計優(yōu)化方向

1.1 前期準備

建筑設計企業(yè)要根據(jù)高層住宅整體設計任務書以及建設單位的要求和現(xiàn)行規(guī)范，從居住者的角度考慮建筑設計。給水排水設計人員應在準備階段就介入高層住宅的給水排水設計，以便后期施工圖設計和工程實施順利進行?？傮w來講，高層住宅給水排水系統(tǒng)設計要從居住者需求角度出發(fā)，盡量實現(xiàn)給水排水功能及性能最優(yōu)化設計。

1.2 實現(xiàn)階段配合

給水排水設計屬于高層住宅工程設計的一部分，與建筑結構設計、電氣系統(tǒng)設計、暖通系統(tǒng)設計等項目密切相關，體現(xiàn)了建筑企業(yè)在給水排水設計中要做到各項目、各階段的有序配合。具體來講，高層住宅設計項目主要分為方案、初步設計、施工圖設計三個階段，在建筑設計的各個階段都要做好與其他建筑專業(yè)的協(xié)調配合，以免影響建筑的美觀和應用功能。通過前期的有效配合，盡量減少后期設計方案變動。

2 高層住宅給水排水設計實例分析

2.1 工程概況

“東山國臻-假日聽?！表椖慷诠こ涛挥跂|山縣美山村段南側?？傆玫孛娣e為16 064.81m2，總建筑面積為42 369.47m2。建筑物結構如下：B幢、C幢和D幢均為地上17層，消防建筑高度為48.45m；E幢為3層連排別墅，消防建筑高度為9.60m。本項目地下一層為機動車停車庫和設備用房。

2.2 給水系統(tǒng)設計及管材選擇

高層住宅常用給水模式為市政水源、水池、加壓泵、高位水箱、用戶等，不同給水系統(tǒng)的應用優(yōu)勢及適用條件有所區(qū)別，需要建筑企業(yè)結合具體給水設計需求做出合理選擇。高層住宅給水方式一般有無負壓供水、高位水箱減壓供水、變頻泵直接供水、水泵加氣壓罐供水等。由于本項目所在地市政水壓波動較大且壓力不高，故不考慮無負壓供水方式。高位水箱減壓供水水壓穩(wěn)定，加壓水泵采用定頻泵供水，效率較高、水泵維護較少，但由于高位水箱設置于屋面，夏季長期處于高溫狀態(tài)，特別是閩南、廣東等北回歸線附近地區(qū)，水箱內非常容易滋生藻類和細菌，從而影響水質。變頻供水在20世紀初是最流行的供水方式，但隨著近20年的使用，不少項目也發(fā)現(xiàn)了弊端。由于住宅用水水量波動較大，變頻泵長期處于低流量工作狀態(tài)，加上水泵設計偏保守，導致水泵長期低效運行，可見變頻供水實際上并沒有廠家宣傳的那么節(jié)能，特別對于小規(guī)模住宅小區(qū)項目而言。因此，本項目采用了水泵加氣壓罐供水方式，雖然存在水壓波動較大等局限性，但綜合考慮該方式更適合本項目的供水系統(tǒng)。

給水管材結合最新建筑給水排水設計標準推薦，并與建設單位溝通，決定高層立管、別墅區(qū)供水、室外給水管道采用不銹鋼管、卡壓連接，確保供水水質和樓盤品質。高層支管采用PPR管，熱熔連接。

2.3 排水系統(tǒng)設計

2.3.1 通氣立管的設置

設置通氣管是為了實現(xiàn)排水氣體的散逸，避免排水系統(tǒng)出現(xiàn)水封負壓虹吸、正壓噴濺現(xiàn)象，保證排水系統(tǒng)內空氣有效循環(huán)，確保排水順暢、安靜。常見的高層住宅通氣管模式包括雙立管模式、單立管伸頂通氣模式、器具通氣模式、環(huán)形通氣模式。本工程污水立管采用雙立管模式、廢水立管采用特殊立管模式。

2.3.2 管道布置原則和管材選擇

雙立管排水設置有專門的通氣立管，可提高排水系統(tǒng)的排水能力、平衡排水管道中的正負氣壓、減少氣塞事故發(fā)生的概率、降低排水管道運行噪聲、提高后期住戶的使用體驗。但雙立管排水的缺點也十分明顯，即占用空間較大、影響后期衛(wèi)生間的使用面積。因此，本工程所有污水立管均設置在外墻靠近窗戶位置，不僅可以提高室內空間的使用率，而且便于排水立管檢修，室內衛(wèi)生間排水采用微降板同層排水(降板為100mm)。排水主干管設置于外墻，大便器設置于靠近窗戶位置，直接排至外墻橫干管。降板內僅布置洗手盆和地漏排水管，洗手盆與地漏共用一個S型存水彎，存水彎設置于橫干管上方。由于衛(wèi)生間內只有一個大便器、洗臉盆、地漏，故排水橫干管上無須設置檢查口。根據(jù)室外空調外機放置格柵、外立面造型，對立管和橫干管進行隱蔽包裹，提高了建筑外立面的美觀度，避免了排水管外墻外漏問題。

2.3.3 雨水系統(tǒng)設計

常見的雨水系統(tǒng)有壓力流雨水系統(tǒng)、重力流雨水系統(tǒng)。本工程采用常規(guī)的重力流雨水系統(tǒng)，雨水管材采用新型的PVC-U雨水管，增強了雨水管的防紫外線能力。需要注意的是，屋面雨水管和陽臺雨水管必須分開設置，以避免屋面雨水進入室內?？照{冷凝排水管末端要采取隔斷措施，本工程所用的冷凝水管、陽臺雨水管均排至13#溝頭，再排入雨水檢查井。

2.4 消防系統(tǒng)設計

2.4.1 消防水泵房設計

本工程消防水泵房設在地下室，消防水泵房內設消防水池1個和室外消火栓泵2臺、室內消火栓泵2臺、噴淋泵2臺（均為1用1備）。由于本工程一期工程為1棟公寓式綜合樓，兩期工程均由同一個物業(yè)單位管理，一期與二期可以共用1個消防水池和消防水泵房。具體消防設計用水量見表1。

表1 消防水泵房消防設計用水量統(tǒng)計

消防水池有效儲水量為694m3，能夠滿足設計要求。室外消火栓泵為單級消防離心泵XBD5.0/30G-FLG、消火栓穩(wěn)壓設備ZW(L)-II-X-10。室內消火栓泵為立式多級消防離心泵XBD9.0/20G-FLG。噴淋泵為XBD9.4/40G-FLG。

2.4.2 室外消火栓系統(tǒng)設計

按照設計規(guī)范，本工程室外消火栓系統(tǒng)消防設計用水量為324m3。由于市政管網(wǎng)無法保證兩路進水，本工程火災延續(xù)時間內的室外消防設計用水量均儲存在消防水池內，通過室外消火栓泵加壓和穩(wěn)壓裝置達到設計所需水量和水壓。為了避免消防用水污染市政用水，本工程未將市政管網(wǎng)與室外消火栓管網(wǎng)連接，僅在市政接入管水表后設置了一個連接市政管道的消火栓。室外消火栓的設計保護半徑為150m的地上式室外消火栓，消火栓布置間距不大于120m。

2.4.3 室內消火栓系統(tǒng)設計

按照設計規(guī)范，本工程室內消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)。通過在B幢樓屋頂設置消防水箱和地下室的消防水池，聯(lián)合保證平時管網(wǎng)消防給水壓力和火災時所需消防水量和水壓。室內消火栓箱采用帶自救卷盤的消火栓箱，消火栓充實水柱不小于13m，水帶長度為25m，布置滿足室內任意一點均有兩股水柱保護。為了避免消火栓栓口壓力過大，本工程8層及以下采用減壓穩(wěn)壓型消火栓。

2.4.4 噴淋系統(tǒng)設計

按照設計規(guī)范，本工程僅需在地下室區(qū)域設置自動噴水滅火系統(tǒng)，地上部分根據(jù)福建省關于住宅公共區(qū)域的規(guī)定可采用簡易噴淋系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)是公認的最簡單有效的自動滅火設施，該系統(tǒng)具有安全可靠、經(jīng)濟實用、滅火成功率高等優(yōu)點，本工程選擇在地上部分公共區(qū)域設置自動噴淋滅火系統(tǒng)。本工程共設置3組濕式報警閥，每個報警閥控制噴頭數(shù)不超過800個。系統(tǒng)各防火分區(qū)和各樓層均設水流指示器和信號閥門，信號引至消防控制中心，以便快速定位自動噴淋區(qū)域。本工程采用普通覆蓋面積的快速響應噴頭，噴頭溫度等級為68℃。

2.5 熱水系統(tǒng)設計

為了響應國家關于綠色、低碳建設的號召，本工程采用了太陽能熱水系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)的優(yōu)點是綠色、環(huán)保、經(jīng)濟，但其缺點也十分明顯，即如果設置在屋面，其占地面積較大；如果設置在外墻，不僅會影響外立面美觀程度，還會加大外立面荷載，造成光污染。而且本項目位于海邊，需要考慮臺風問題，太陽能熱水系統(tǒng)如果設置在外立面，還會導致安全問題。如果采用集中式太陽能熱水系統(tǒng)，則會產(chǎn)生較大的計費問題。國內已有部分高檔小區(qū)采用集中式熱水供水系統(tǒng)，但由于運行維護費用較高、熱水單價較高，最終使用熱水的用戶較少，形成惡性循環(huán)，導致花費巨大的熱水系統(tǒng)被閑置。

出于以上考慮，本工程選擇在上部的5層住戶設置分戶式太陽能熱水系統(tǒng)，即為每戶在屋面設置一個面積為2m2的太陽能集熱板，并在住戶衛(wèi)生間內設置一個120L的熱水箱。熱水通過密度差經(jīng)管道輸送至戶內的水箱保存，如果白天天氣不好，水箱內的熱水溫度達不到使用要求，則通過儲水箱內的電輔助加熱使水達到指定溫度，供用戶使用。如此設計可以避免因后期熱水系統(tǒng)費用和維護等問題導致的太陽能熱水系統(tǒng)閑置。本太陽能熱水系統(tǒng)的弊端是熱水支管過多，所以，需要考慮好熱水支管放置問題。在不影響建筑外立面美觀的情況下，將其設置在建筑外墻或內部管道井、樓梯間處，當設置在公共樓梯間時，要注意不能影響建筑的疏散寬度，且熱水管需要做好防燙措施。

3 結語

高層住宅給水排水設計需要從各個設計階段深入介入，向前期準備、實現(xiàn)階段配合等方向優(yōu)化。同時，根據(jù)工程實際情況和需求，分別從給水系統(tǒng)設計、排水系統(tǒng)設計、消防系統(tǒng)設計、熱水系統(tǒng)設計展開具體的高層住宅給水排水設計，真正實現(xiàn)對高層住宅給水排水設計的深入分析及全面研究，從而獲得低碳、綠色、環(huán)保、經(jīng)濟的新時代居住建筑設計成果，為后續(xù)給水排水工程的順利施工提供良好保障。